主从复制、哨兵和 Cluster 有什么区别？

详细解析#

主从复制#

从节点执行 REPLICAOF <主节点 IP> <端口> 后开始同步：

1. 全量同步：第一次连接时，主节点执行 BGSAVE 生成 RDB 发给从节点，同时把这期间的新写命令缓存起来；从节点清空旧数据、加载 RDB，再执行缓存的命令
2. 命令传播：之后主节点把每条写命令异步发给从节点，从节点定期汇报自己的复制偏移量（offset）
3. 断线后的增量复制：从节点带着主节点的复制 ID 和自己的 offset 请求续传（PSYNC）。主节点有一个环形的复制积压缓冲区（repl-backlog-size，默认 1MB），缺失的部分还在缓冲区里，就只补发这一部分；否则重新全量同步

从节点默认只读，可以分担读流量，也可以在从节点上做持久化和备份，减轻主节点的压力。RDB 的原理见 RDB 和 AOF。复制是异步的，从节点可能读到旧数据；主节点宕机后，需要人工把某个从节点提升为主节点（REPLICAOF NO ONE），再让其他从节点和客户端改连新的主节点。

哨兵（Sentinel）#

哨兵是独立运行的进程，一般部署 3 个及以上的奇数个：

1. 监控：每个哨兵定期 PING 主从节点，超过 down-after-milliseconds 没有有效回复，就认为它主观下线
2. 确认：认为主节点下线的哨兵数达到配置的 quorum，主节点被判定为客观下线
3. 选举：哨兵之间选出一个领导者来执行故障转移，需要过半哨兵投票同意
4. 故障转移：领导者按优先级、复制偏移量（数据越新越好）、运行 ID 从从节点里选出新的主节点并提升它，再让其他从节点复制新主节点
5. 通知：客户端先向哨兵询问当前主节点的地址，再直接连接主节点读写；切换后哨兵会发布新主节点的地址，客户端据此重连

哨兵解决了自动故障转移，但仍然只有一个主节点负责写入，数据量也受限于单机内存。

Cluster#

             客户端（缓存了"槽 → 节点"的映射）
          /               |                \
  主 A：0 ~ 5460   主 B：5461 ~ 10922   主 C：10923 ~ 16383
       |                  |                   |
     从 A1              从 B1               从 C1

• 分片：slot = CRC16(key) % 16384，每个主节点负责一部分槽，扩容缩容就是在节点之间迁移槽
• 高可用：每个主节点带从节点，主节点故障时由其他主节点投票，把它的从节点提升上来，不需要哨兵
• 重定向：命令发到了不负责这个槽的节点，会收到 -MOVED 3999 10.0.0.2:6379，客户端更新本地的映射后重新发送；槽正在迁移时会收到 -ASK，只对这一次请求转向目标节点，不更新映射
• 多 key 操作：MGET、事务、Lua 脚本涉及的 key 必须在同一个槽里，否则报 CROSSSLOT 错误。可以用哈希标签 {user:1001}:profile、{user:1001}:orders，只有花括号里的部分参与计算，保证它们落在同一个槽
• Cluster 只支持 0 号数据库

对比和选择#

• 数据量小、能接受人工切换：一主一从或一主多从
• 数据能放进单机内存，需要自动故障转移：哨兵，比如一主两从加三个哨兵
• 数据量或写入量超出单机的能力：Cluster

代码示例#

用 ioredis 连接哨兵和 Cluster：

import Redis from 'ioredis'

// 哨兵：传入哨兵地址和主节点名称，ioredis 会找到当前的主节点，切换后自动重连
const redis = new Redis({
  sentinels: [
    { host: '10.0.0.11', port: 26379 },
    { host: '10.0.0.12', port: 26379 },
    { host: '10.0.0.13', port: 26379 },
  ],
  name: 'mymaster',
})

// Cluster：只需提供部分节点，ioredis 会拉取槽的分布，并自动处理 MOVED 和 ASK
const cluster = new Redis.Cluster([
  { host: '10.0.0.21', port: 6379 },
  { host: '10.0.0.22', port: 6379 },
])

面试官可能追问#

易错点#

• 哨兵只负责监控和故障转移，不存数据，也不做分片
• Cluster 自带故障转移，不需要再部署哨兵
• MOVED 会让客户端更新槽的映射，ASK 只是迁移期间的一次性转向
• 主从复制是异步的，刚写完就从从节点读，可能读不到